Verbreitung von Schadverdichtungen

Ruhm (1983) untersuchte die Bodendichte an 144 Ackerstandorten zu Anfang der 80er Jahre und verglich die Ergebnisse auf denselben Flächen mit Messungen aus den 50er Jahren (Abb. 9). In der Krume liegt das Porenvolumen wegen des geringeren Spurenanteils infolge größerer Arbeitsbreiten nach 30 Jahren höher. Zu beiden Zeitpunkten wurden Schlepperradsohlen-verdichtungen nachgewiesen. Nach 30 Jahren hatten sich Unterschiede ergeben: 1982 lag die Sohle im Durchschnitt ca. 10 cm tiefer als 1952 und war ca. 3 Vol.-% dichter gelagert. Es wäre zu prüfen, ob sich diese Tendenz bis 2002 fortsetzt.

Diese Abnahme des Porenvolumens unterhalb der Bearbeitungsgrenze war die Folge höherer Radlasten und Radschlupf insbesondere beim Pflügen.

Sonderhoff (1988) führte Untersuchungen zur Bodenstruktur unterschiedlich intensiv belasteter landwirtschaftlicher Flächen durch. Stark befah-rene Marschböden unter Ackernutzung heben sich deutlich von natürlich belassenen Böden ab.

Schlepperradsohlen sind in Ackerflächen, welche über Jahrzehnte gepflügt wurden, verbreitet (Abb. 9); in sandigen Substraten sind sie beson-ders stark ausgeprägt. Ausnahmen bilden stark tonige Böden. Die Untersuchungen führen zu dem Schluss, dass die Verdichtung insgesamt das

Abb. 6: Kontaktflächendruck in Abhängigkeit von der Aufstandsfläche bei gleicher Radlast von 2,6 t

Pflanzenwachstum nicht beeinträchtigt und nur in mehrfach belasteten, schwer bearbeitbaren Böden mit Luftmangel zu rechnen ist.

Eine umfassende Aufnahme und Beurteilung von Bodeneigenschaften führten Horn et al.

(1991) durch. Sie untersuchten die mechanische Belastbarkeit repräsentativer ackerbaulich genutzter Böden und einiger Waldböden auf 37 Standorten. Sie kommen zu dem Schluss, dass die unter Ackernutzung stehenden Böden dichte, verfestigte Horizonte als Folge anthropogener Eingriffe in die Bodenstruktur durch Befahrung und Bodenbearbeitung aufweisen. Vor allem in den Tiefenbereichen der Schlepperradsohlen (25 bis 30 cm) und darunter liegen Dichtezonen mit reduzierten Durchlüftungsbedingungen und hohen Eindringwiderständen vor.

Das Problem 'Schadverdichtung' ist in land-wirtschaftlich genutzten Böden ein Phänomen, das bewirtschaftungsbedingt und situationsspe-zifisch auftritt, wenn der Boden unter feuchten Bedingungen mit schweren Maschinen, Geräten und Ackerwagen (Ernte im feuchten Spätherbst, Gemüsebauflächen mit Beregnung u. a.) befahren wird. Auch die Wirkung des Furchenrades beim Pflügen ist hinsichtlich der Bildung von Schad-verdichtungen ein wichtiger Faktor.

Niedermoore nehmen in Deutschland eine Fläche von etwa 1 Mio. ha ein, darunter 450.000 ha in Nordostdeutschland (Prochnow et al., 1999). Diese Standorte erfüllen wichtige ökologi-sche Funktionen im Wasser- und Nährstoffhaus-halt der Landschaft sowie als Lebensraum für Pflanzen- und Tierarten. Sie werden überwie-gend landwirtschaftlich und als Grünland genutzt.

Niedermoorgrünland gehört zu den bewach-senen organischen Böden. Diese sind hinsichtlich ihrer Tragfähigkeit im Gegensatz zu minerali-schen Ackerböden dadurch charakterisiert, dass sich an der Oberfläche eine durchwurzelte Schicht mit hoher Festigkeit befindet, während der darunter liegende Torf eine wesentlich gerin-gere Festigkeit aufweist. Die Zerstörung der Grasnarbe durch mechanische Belastung führt daher zu einer erheblichen Abnahme der Trag-fähigkeit und ist sowohl aus fahrmechanischen als auch aus ökologischen Gründen zu vermei-den. Die kritische Fahrspurtiefe, bei der die Gras-narbe durchbricht, ist abhängig von der Tiefe der durchwurzelten Schicht und beträgt auf Nieder-moorgrünland in der Mehrheit der Fälle 7 cm.

Abb. 8: Mehrfache Überrollung der gleichen Spur erhöht den Bodendruck Abb. 7: Druckzwiebeln in drei verschiedenen Spuren (Bolling und Söhne, 1982)

Das angepasste Befahren von Niedermoor-grünland ist vor allem ein ökonomisches Pro-blem. Auch wenn die Technikanpassung anhand der Standortbedingungen erfolgt und hinsicht-lich der Kosten optimiert wird, entstehen Mehr-aufwendungen. Erhebungen in Niedermoorge-bieten Brandenburgs zeigen, dass der

vorhandene Technikbestand überwiegend hohe und sehr hohe Belastungen verursacht. Damit besteht zwangläufig die Notwendigkeit zur star-ken Absenkung der Grundwasserstände

während der Bewirtschaftungszeitspannen mit

den entsprechenden negativen Folgen für die Niedermoorstandorte. Technikanpassung ist daher ein wesentliches Erfordernis für die Erhal-tung und schonende Nutzung der Niedermoore.

Die Mehrkosten liegen weit unter früheren Schät-zungen. Wenn angepasste Technik vorhanden ist, wird deren Einsatz in Abhängigkeit von den Standortbedingungen im Mittel um 24-52 DM/ha teurer als bei den gegenwärtig verwen-deten Maschinen (DLG-Merkblatt 323, 2001).

Im Forst stellt die Bodenverdichtung ein Pro-blem infolge von Maschinenbewegungen auf Waldwegen, Rückewegen, Rückegassen und im Bestand dar. Systematische, flächenhafte Erhe-bungen gibt es für den Forstbereich nicht (Hilde-brand, 1983; Matthies, 1999).

Verdichtungen in Weinbergsböden durch den Einsatz schwerer Maschinen wie auch in den

Spezialkulturen Obst-, Gemüse- und Hopfenbau nehmen zu. Regional begrenzt stellt die Boden-verdichtung bei der landwirtschaftlichen Rekulti-vierung im Braunkohletagebau ein Problem dar.

Bodenschadverdichtungen können ferner auf Truppenübungsplätzen und bei lokalen Rekulti-vierungs- und Baumaßnahmen auftreten. Hinter-grund der in den 80er Jahren forcierten Erhebun-gen war vor allem die beobachtete Ertragsun-sicherheit als Folge physikalischer Bodenschäden auf zahlreichen Produktionsschlägen in der unteren, zeitweise nicht bearbeiteten, Ackerkrume und im Krumenbasisbereich.

Der intensive Feldgemüsebau zeichnet sich durch starke Belastungen infolge hoher Schlag-kraft bei der Bodenbearbeitung, der Pflege und der Ernte aus (Künkele, 1996). Der Anbau mehre-rer Kultursätze hintereinander macht es nötig, den Boden dann zu befahren, wenn es die Kul-turarbeiten erfordern. Dabei kann nicht immer Rücksicht auf eine günstige Bodenfeuchte genommen werden. Das Gemüse wird im vollen Wachstum geerntet, wodurch die potenzielle Ern-teperiode bei vielen Kulturen nur wenige Tage währt. Bei der Ernte wird der Boden zudem häu-fig mit hohen Lasten befahren, da große Trans-portmengen anfallen.

Untersuchungen haben gezeigt, dass auch in Freilandgemüsebaubetrieben mit einer Gefähr-dung der Böden durch die Bewirtschaftung zu rechnen ist (Rütemann, 1996). Um eine gute Boden-qualität und Ertragsleistung der Böden nachhaltig zu gewährleisten, kann der Praktiker zwischen einer Vielzahl von Handlungsalternativen ent-scheiden. Vorrangig sind zur Vermeidung von Verdichtungen im Ober- und Unterboden die Lasten gering zu halten und die Fahrzeugauf-standsflächen zu vergrößern. Dem Freiland-gemüseanbauer bleibt ein weiter Handlungs-spielraum in Bezug auf das Anbauverfahren, die Verfahrenstechnik und die fahrzeugtechnischen Parameter, durch die er zu einer Reduzierung der Bodenverdichtungen beitragen wird. Um einen entscheidenden Schritt in Richtung umweltscho-nende Kulturtechniken zu gehen, ist eine Abstim-mung des Produktionsverfahrens auch im Hin-blick auf bodenschonende Maßnahmen

(geeignete Anbauplanung und Geräteauswahl) nötig, wobei jeder Betrieb entsprechend der eige-nen Möglichkeiten dazu beitragen kann.

Für Löss- und lehmige (tonige) Verwitterungs-böden wurde ein diagnostisches Konzept ent-wickelt, das zur Stützung einer morphologischen Gefügebewertung neben der Bodendichte bzw.

Porositätsparameter die Einbeziehung eines Leit-fähigkeitparameters (gesättigte Wasserleitfähig-keit, kf) wegen der hier ausgeprägten Gefügeab-hängigkeit des Regulationsvermögens beinhaltet (Gullich et al., 1990). Für Sandstandorte hingegen

Abb. 9: Bodendichte und Porenvolumen in Ackerkrumen und Unterböden:

ein tendenzieller Vergleich auf 144 Standorten in Niedersachsen (n. Ruhm;

zit. von Sommer, 1985)

erwies sich die Verwendung der Bodendichte oder auch des Durchdringwiderstandes als aus-reichend. Ergebnisse von Schlaguntersuchungen auf Areale gleicher Bodengruppierung zu über-tragen, war unter genossenschaftlichen Produkti-ons- und Bodennutzungsbedingungen ein methodisch sinnvoller Ansatz.

Auf der Basis der mittelmaßstäbigen land-wirtschaftlichen Standortkartierung schätzte Schmidt (1990) die von Verdichtung der Krumen-basis ("Schlepperradsohle") und des Unterbodens betroffene Fläche auf etwa 28 % der LF. Am Bei-spiel der Bundesländer Thüringen und Sachsen zeigt Tabelle 2 die aus Felduntersuchungen hoch-gerechnete Verbreitung nutzungsbedingter Schadverdichtung, definiert durch < 10 Vol.-%

Luftkapazität und < 10 cm/Tag gesättigte Was-serleitfähigkeit, in vier Bodenregionen (Werner und Reich, 1993).

Einschätzungen der Verbreitung und des Ausprägungsgrades von Schadverdichtungen in Deutschland bezogen sich meist auf den Bodenhorizont direkt unterhalb der Bearbeitungs-tiefe. Schlepperradsohlen zunehmender Mächtigkeit und Verbreitung wurden untersucht und über Jahre sogenannte Raddruckversuche durchgeführt, um Auswirkungen auf Bodengefüge und Pflanzenertrag festzustellen. Aus den 80er Jahren liegen Angaben vor, wonach vor dem Einzug neuer Technik ein hoher Anteil der Ackerfläche als kru-menbasisverdichtet einzustufen war. Die Auswirkungen auf den Pflanzenertrag wurden unter Berücksichtigung der jährlich durch Raddruck betroffenen Ackerkrume mit 10-25 % Verlust angegeben. Beim Niedermoorgrünland, im Gartenbau und im Forst liegen spezielle Bedingungen und Probleme vor.